Cos'è una cellula?
Gli esseri umani sono costituiti da trilioni di cellule, l'unità di base della vita sulla terra. In questo articolo, spieghiamo alcune delle strutture che si trovano nelle cellule e descriviamo alcuni dei molti tipi di cellule presenti nel nostro corpo.
Le celle possono essere pensate come piccoli pacchetti che contengono piccole fabbriche, magazzini, sistemi di trasporto e centrali elettriche. Funzionano da soli, creando la propria energia e auto-replicandosi: la cellula è la più piccola unità di vita in grado di replicarsi.
Tuttavia, le cellule comunicano anche tra loro e si connettono per creare un animale solido e ben unito. Le cellule costruiscono i tessuti, che formano gli organi; e gli organi lavorano insieme per mantenere in vita l'organismo.
Robert Hook scoprì per la prima volta le cellule nel 1665. Diede loro il nome perché assomigliavano al cella (Latino per "piccole stanze") dove i monaci vivevano nei monasteri.
Dentro la cella
Diversi tipi di cellule possono avere un aspetto molto diverso e svolgere ruoli molto diversi all'interno del corpo.
Ad esempio, uno spermatozoo assomiglia a un girino, una cellula uovo femminile è sferica e le cellule nervose sono essenzialmente tubi sottili.
Nonostante le loro differenze, spesso condividono determinate strutture; questi sono indicati come organelli (mini-organi). Di seguito sono riportati alcuni dei più importanti:
Un diagramma semplificato di una cellula umana.
Nucleo
Il nucleo può essere pensato come il quartier generale della cellula. Normalmente c'è un nucleo per cellula, ma non è sempre così, le cellule muscolari scheletriche, ad esempio, ne hanno due. Il nucleo contiene la maggior parte del DNA della cellula (una piccola quantità è ospitata nei mitocondri, vedi sotto). Il nucleo invia messaggi per dire alla cellula di crescere, dividersi o morire.
Il nucleo è separato dal resto della cellula da una membrana chiamata involucro nucleare; i pori nucleari all'interno della membrana consentono il passaggio di piccole molecole e ioni, mentre le molecole più grandi necessitano di proteine di trasporto per aiutarli a passare.
Membrana plasmatica
Per garantire che ogni cellula rimanga separata dal suo vicino, è avvolta in una speciale membrana nota come membrana plasmatica. Questa membrana è costituita prevalentemente da fosfolipidi, che impediscono alle sostanze a base d'acqua di entrare nella cellula. La membrana plasmatica contiene una serie di recettori, che svolgono una serie di compiti, tra cui:
- Custodi: alcuni recettori lasciano passare alcune molecole e ne bloccano altre.
- Marcatori: questi recettori agiscono come badge nominativi, informando il sistema immunitario che fanno parte dell'organismo e non un invasore straniero.
- Comunicatori: alcuni recettori aiutano la cellula a comunicare con altre cellule e l'ambiente.
- Elementi di fissaggio: alcuni recettori aiutano a legare la cellula ai suoi vicini.
Citoplasma
Il citoplasma è l'interno della cellula che circonda il nucleo ed è composto per circa l'80% da acqua; include gli organelli e un fluido gelatinoso chiamato citosol. Molte delle reazioni importanti che avvengono nella cellula avvengono nel citoplasma.
Lisosomi e perossisomi
Sia i lisosomi che i perossisomi sono essenzialmente sacche di enzimi. I lisosomi contengono enzimi che scompongono grandi molecole, comprese le parti vecchie delle cellule e il materiale estraneo. I perossisomi contengono enzimi che distruggono i materiali tossici, incluso il perossido.
Citoscheletro
Il citoscheletro può essere considerato l'impalcatura della cellula. Aiuta a mantenere la forma corretta. Tuttavia, a differenza delle impalcature regolari, il citoscheletro è flessibile; svolge un ruolo nella divisione cellulare e nella motilità cellulare - la capacità di alcune cellule di muoversi, come gli spermatozoi, per esempio.
Il citoscheletro aiuta anche nella segnalazione cellulare attraverso il suo coinvolgimento nell'assorbimento di materiale dall'esterno della cellula (endocitosi) ed è coinvolto nello spostamento di materiali all'interno della cellula.
Reticolo endoplasmatico
Il reticolo endoplasmatico (ER) elabora le molecole all'interno della cellula e aiuta a trasportarle alle loro destinazioni finali. In particolare, sintetizza, piega, modifica e trasporta le proteine.
Il pronto soccorso è costituito da sacche allungate, chiamate cisterne, tenute insieme dal citoscheletro. Esistono due tipi: ER grezzo e ER liscio.
Apparato di Golgi
Una volta che le molecole sono state elaborate dal pronto soccorso, viaggiano all'apparato di Golgi. L'apparato di Golgi è talvolta considerato l'ufficio postale della cella, dove gli articoli vengono imballati ed etichettati. Una volta che i materiali sono usciti, possono essere utilizzati all'interno della cella o portati fuori dalla cella per essere utilizzati altrove.
Mitocondri
Spesso indicati come la centrale elettrica della cellula, i mitocondri aiutano a trasformare l'energia del cibo che mangiamo in energia che la cellula può utilizzare: l'adenosina trifosfato (ATP). Tuttavia, i mitocondri hanno una serie di altri compiti, tra cui l'accumulo di calcio e un ruolo nella morte cellulare (apoptosi).
Ribosomi
Nel nucleo, il DNA viene trascritto in RNA (acido ribonucleico), una molecola simile al DNA, che porta lo stesso messaggio. I ribosomi leggono l'RNA e lo traducono in proteine unendo insieme gli amminoacidi nell'ordine definito dall'RNA.
Alcuni ribosomi fluttuano liberamente nel citoplasma; altri sono allegati al pronto soccorso.
Divisione cellulare
Il nostro corpo sostituisce costantemente le cellule. Le cellule devono dividersi per una serie di ragioni, inclusa la crescita di un organismo e per colmare le lacune lasciate da cellule morte e distrutte dopo una ferita, per esempio.
Esistono due tipi di divisione cellulare: mitosi e meiosi.
Mitosi
La mitosi è il modo in cui la maggior parte delle cellule del corpo si divide. La cellula "genitore" si divide in due cellule "figlie".
Entrambe le cellule figlie hanno gli stessi cromosomi l'una dell'altra e del genitore. Sono indicati come diploidi perché hanno due copie complete dei cromosomi.
Meiosi
La meiosi crea cellule sessuali, come lo sperma maschile e le cellule uovo femminili. Nella meiosi, una piccola porzione di ciascun cromosoma si stacca e si attacca a un altro cromosoma; questa è chiamata ricombinazione genetica.
Ciò significa che ciascuna delle nuove cellule ha un insieme unico di informazioni genetiche. È questo processo che consente il verificarsi della diversità genetica.
Quindi, in breve, la mitosi ci aiuta a crescere e la meiosi ci assicura che siamo tutti unici.
Tipi di cellule
Quando si considera la complessità del corpo umano, non sorprende che ci siano centinaia di diversi tipi di cellule. Di seguito è riportata una piccola selezione di tipi di cellule umane:
Cellule staminali
Le cellule staminali sono cellule che devono ancora scegliere cosa diventeranno. Alcuni si differenziano per diventare un certo tipo di cellula e altri si dividono per produrre più cellule staminali. Si trovano sia nell'embrione che in alcuni tessuti adulti, come il midollo osseo.
Cellule ossee
Esistono almeno tre tipi principali di cellule ossee:
- Osteoclasti, che dissolvono l'osso.
- Osteoblasti, che formano nuovo osso.
- Osteociti, che sono circondati dall'osso e aiutano a comunicare con altre cellule ossee.
Cellule del sangue
Esistono tre tipi principali di cellule del sangue:
- globuli rossi, che trasportano l'ossigeno in tutto il corpo
- globuli bianchi, che fanno parte del sistema immunitario
- piastrine, che aiutano la coagulazione del sangue per prevenire la perdita di sangue dopo un infortunio
Cellule muscolari
Chiamati anche miociti, le cellule muscolari sono cellule tubolari lunghe. Le cellule muscolari sono importanti per una vasta gamma di funzioni, tra cui movimento, supporto e funzioni interne, come la peristalsi, il movimento del cibo lungo l'intestino.
Cellule dello sperma
Queste cellule a forma di girino sono le più piccole del corpo umano.
Sono mobili, nel senso che possono muoversi. Raggiungono questo movimento usando la coda (flagello), che è piena di mitocondri che danno energia.
Gli spermatozoi non possono dividersi; portano solo una copia di ciascun cromosoma (aploide), a differenza della maggior parte delle cellule, che ne portano due copie (diploide).
Cellula uovo femminile
Rispetto alla cellula spermatica, la cellula uovo femminile è un gigante; è la più grande cellula umana. La cellula uovo è anche aploide in modo che il DNA dello sperma e dell'uovo possano combinarsi per creare una cellula diploide.
Cellule adipose
Le cellule adipose sono anche chiamate adipociti e sono il principale costituente del tessuto adiposo. Contengono grassi immagazzinati chiamati trigliceridi che possono essere utilizzati come energia quando necessario. Una volta che i trigliceridi sono esauriti, le cellule adipose si riducono. Gli adipociti producono anche alcuni ormoni.
Cellule nervose
Le cellule nervose sono il sistema di comunicazione del corpo. Chiamati anche neuroni, sono costituiti da due parti principali: il corpo cellulare e i processi nervosi. Il corpo centrale contiene il nucleo e altri organelli, ei processi nervosi (assoni o dendriti) scorrono come lunghe dita, trasportando messaggi in lungo e in largo. Alcuni di questi assoni possono essere lunghi più di 1 metro.
In poche parole
Le cellule sono tanto affascinanti quanto varie. In un certo senso sono città autonome che funzionano da sole, producendo la propria energia e proteine; in un altro senso, fanno parte dell'enorme rete di cellule che crea tessuti, organi e noi.
